直流電源系統蓄電池巡檢技術研究分析

羅海軍 瞿德進 李紅苗

摘要：在直流電源系統運行過程中，蓄電池是十分重要的一項組成部分，對系統的穩定運行具有直接影響。因此，需要針對直流電源蓄電池合理采用巡檢技術，以此來有效維護和保障直流電源系統的安全穩定運行。本文針對直流電源系統蓄電池巡檢技術進行分析，探討了蓄電池巡檢的主要內容，對直流電源系統蓄電池巡檢監控系統構成與特點進行闡述，并提出具體的巡檢技術，希望能夠為相關技術人員起到一些參考和借鑒。

關鍵詞：直流;電源系統;蓄電池;巡檢技術

針對我國變電站運行展開分析，其包含了多種直流電源系統，如站用變、通信等，其中蓄電池組是一類重要的直流儲能設備，其可以為變電站通信設備和照明等動力設備提供可靠供電，從而使變電站直流電源系統運行的安全性和穩定性得到提高。一旦無法有效維護變電站直流電源系統的蓄電池組，將會導致蓄電池組出現電池極性裂變、過充放電以及性能老化等相關問題，對直流供電的通信、照明、電源等設備供電可靠性產生嚴重影響。

一、直流電源系統蓄電池巡檢概述

（一）蓄電池組單體電池電壓測量

單體電池電壓是直流電源系統蓄電池的一項主要技術特征。例如，針對4V鈉硫閥控蓄電池進行分析，當兩端電壓超過4.76V時，則會過壓，而在低于3.61v時則為欠壓。通常情況下，4V鈉硫閥控蓄電池的最優浮充電壓大約為4.36V。對于性能出現劣化的單體電池，由于電池電阻出現損壞問題，進而導致電阻增大，通常在充電時單體電池會有電壓過高現象發生，但在電池放電過程中由于單體電池的電壓過低，進而在不同程度上降低了蓄電池組的總容量。

（二）測量蓄電池組充放電電流

通過對變電站直流電源系統的蓄電池電流傳感器進行測量，通常情況下是指霍爾傳感器，可以獲得具體的數據，對系統蓄電池組的充電和放電電流進行明確，結合充放電數據對蓄電池充電過度、過負載以及放電過度等故障與缺陷進行準備判別。

（三）分析蓄電池組充放電曲線

通過定時采樣以及實時分析直流電源系統的蓄電池組電流和電壓數據，可以通過計算對充放電曲線進行獲取，從而對直流電源系統的蓄電池組功能狀態進行準確判斷。

（四）測量蓄電池組電池表面溫度

在對變電站直流電源系統的蓄電池運行過程中，通過對電池表面的溫度變化進行測量，可以有效計算和分析電池性能。當單體電池工況出現變化時，將會嚴重影響到蓄電池組。通常情況下，單體電池在工況出現變化后，其電阻也會有明顯變化發生，這使電池在充放電過程中會有大量功率損耗，因此單體電池出現工況變化后，其表面溫升也遠超出正常標準。一般情況下，單體電池表面溫度的溫升在超出8℃時，可以判斷該電池出現損壞問題，因此需要對單體蓄電池及時進行更新。

（五）蓄電池存放環境溫度

外部條件直接影響到蓄電池性能，具體包括蓄電池存放環境的溫度、濕度等。針對直流電源系統的蓄電池組進行分析，在蓄電池存放環境的溫度和濕度出現變化后，蓄電池組的浮充電壓需要有效補償溫濕度，所以，需要重點監控與調整蓄電池房存放環境的溫濕度變化。

二、直流電源系統蓄電池巡檢監控系統構成與特點

（一）直流電源系統蓄電池巡檢監控系統主要結構

對于直流電源系統的蓄電池巡檢監控系統而言，其系統結構具體包括主監控單元、主監控板、直流監控單元板、顯示屏以及通訊接口。

（二）直流電源系統蓄電池巡檢監控系統主要功能

在直流電源系統運行過程中，蓄電池巡檢監控系統當中的電池直流監控單元功能主要包括電池電壓電流以及過充電放電的告警和異常，可以對各類電阻數據進行測量。而針對直流電源系統的蓄電池組相關電氣參數進行分析，其具體包括以下幾個方面。首先，充放電曲線。相關巡檢人員需要每隔8分鐘對單體電池的電壓和充放電電流進行記錄，通常可以對45天的信息量進行存儲，并對每天的詳細記錄進行查詢，向時間查詢單位進行轉換。其次，電池容量計算。通過對電池充放電的電流、電壓、放電時間和容量進行儲存，通常可以對40條歷史故障進行存儲，并對故障消除時間進行記錄。

（三）直流電源系統蓄電池巡檢監控系統關鍵創新點

首先，系統主要對國際標準通信傳輸協議進行采用，并對RS485和RS232的串行通訊接口進行配置，可以和相關智能化設備和系統有效實現信息數據交互，對直流電源系統有效實現智能化巡檢。其次，直流電源系統的蓄電池巡檢系統，可以通過中間繼電器有效分析與顯示故障以及異常情況。最后，直流電源系統的蓄電池巡檢單元和電池可以在電池端有效連接，并對熔斷保險絲進行配置，使線路短接帶來的影響得到杜絕，從而使系統安全性得到保證。

三、直流電源系統蓄電池巡檢技術

首先，針對蓄電池巡檢監控系統的運行進行分析，其主要包括直流電源監控、中央主監控、多級電池監控序列等，需要對結構化設置進行采用，各個電池監控序列板可以對18節單體進行監測。變電站可以結合實際負載量大小，對2-4組進行配置，其最大數量可以達到150節，并實時調整單體電池個數。

其次，單體電池電壓具體可以對3V、6V以及9V分別進行測量。各個單元板可以通過RS485口有效鏈接中央主監控，通過該種結構化信息總線系統設計，可以有效提高直流電源蓄電池的維護工作質量。

再次，直流電源系統的蓄電池巡檢監控系統，通常對智能RS485/232接口進行配置，能夠和其他智能化設備有效實現信息交互。通信協議可以對電力部的常用標準協議進行采用，具體包括CST、RTU等通信協議。

最后，針對電池巡檢單元板的相關測量端口進行分析，其可以通過光藕進行隔離，其內部測量電路能夠對高精度A/D進行采用，使測量高精度和安全性得到有效保證。

結束語：

綜上所述，在直流電源系統的運行過程中，需要對蓄電池有效采用巡檢技術，使直流電源系統的蓄電池能夠維持安全穩定運行，確保為變電站各類設備提供可靠供電。

參考文獻

[1]曹斌，代文良，陳瑞珍.站用直流系統鋰電化改造應用研究[J].湖南電力，2021，41（06）：74-79.

[2]胡非，詹習生，涂建，黃貞輝.關于變電站蓄電池組運維及更換周期的探討[J].湖北師范大學學報（自然科學版），2021，41（04）：98-102+107.